Echtzeit-Überwachung des Bakterienwachstums mit einem mikrofluidischen Mikrotröpfchenkultursystem

Beginnen Sie mit einer Mikrotröpfchen-Kulturkammer, die einen Mikrofluidik-Chip mit pumpengesteuerten Anschlüssen für den Flüssigkeitsfluss und die Abfallentfernung enthält.

Legen Sie eine Reagenzflasche mit einer mit Öl überzogenen Bakteriensuspension in die Kammer.

Verbinden Sie das obere Rohr der Flasche mit einem Pumpenanschluss und das seitliche Rohr mit einem Chipanschluss. Schließen Sie die Kammer.

Legen Sie die Parameter für die Wachstumskurve fest. Initiieren Sie dann die Tröpfchengenerierung.

Wenn Öl und Bakteriensuspension am T-Übergang zusammenlaufen, bricht die Ölschere die wässrige Bakterienphase in gleichmäßige, bakterienverkapselnde Mikrotröpfchen auf.

Entfernen Sie nach der Tröpfchenerzeugung die Flasche, verbinden Sie den Chipstecker mit dem Pumpenanschluss und schließen Sie die Kammer.

Während jedes Tröpfchen den Detektionspfad durchläuft, misst eine optische Fasersonde seine optische Dichte, die die Bakterienkonzentration darstellt.

Bewegen Sie die Mikrotröpfchen hin und her, um das Bakterienwachstum zu ermöglichen.

Im Laufe der Zeit misst die optische Faser die optische Dichte des Tröpfchens und erzeugt eine Wachstumskurve.

Verwenden Sie eine sterile 10-Milliliter-Spritze, um drei bis fünf Milliliter MMC-Öl von der Spritzennadel in den Seitenschlauch in die Reagenzflasche zu injizieren. Kippen und drehen Sie dann die Reagenzflasche langsam, damit das Öl vollständig in die Innenwand eindringt.

Nachdem Sie fünf Milliliter einer anfänglichen Bakterienlösung in die Flasche injiziert haben, füllen Sie die Reagenzflasche, indem Sie fünf bis sieben Milliliter des MMC-Öls injizieren. Ziehen Sie den unabhängigen Schnellanschluss A aus der Reagenzflasche heraus und stecken Sie den Schnellanschluss A in den Schnellanschluss B der Flasche, um den Probeninjektionsvorgang abzuschließen. Wenn Sie fertig sind, öffnen Sie die Tür der Operationskammer, um die Reagenzflasche in das Metallbad zu stellen.

Ziehen Sie den C2-Stecker des Chips und den Schnellanschluss A der Reagenzflasche heraus. Verbinden Sie den Seitenrohranschluss der Reagenzflasche mit dem C2-Anschluss und den Oberrohranschluss mit dem O2-Anschluss. Schließen Sie dann die Tür der Operationskammer.

Um die Funktion der Wachstumskurvenmessung auszuwählen, klicken Sie auf Wachstumskurve. Geben Sie in der Benutzeroberfläche für die Parametereinstellung die Zahl 15 ein. Schalten Sie dann den OD-Erkennungsschalter ein und stellen Sie die Wellenlänge auf 600 Nanometer ein. Klicken Sie auf die Registerkarte Start, um die Droplet-Generierung zu starten.

Der Vorgang dauert 15 Minuten.

Wenn auf der Hauptschnittstelle ein Popup-Fenster erscheint, in dem eine Meldung angezeigt wird, öffnen Sie die Tür der Operationskammer, um die Reagenzflasche herauszunehmen und die C2- und O2-Anschlüsse anzuschließen. Klicken Sie nach dem Schließen der Tür im Popup-Fenster auf die Schaltfläche OK , um die Tröpfchen automatisch zu kultivieren und die OD-Werte zu erkennen.

Wenn die Wachstumskurve die stationäre Phase erreicht, klicken Sie auf die Schaltfläche Datenexport , um die OD-Daten zu exportieren. Wählen Sie den Datenspeicherpfad aus und exportieren Sie den während der Kultivierungszeit aufgezeichneten OD-Wert im Dot-CVS-Format. Um die Wachstumskurve darzustellen, verwenden Sie Mapping-Software wie Excel und Origin 9.0.